CN106589888A - 一种降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物及其制备方法，该组合物包括以下组分和重量份：聚碳酸酯树脂PC：100，聚四氟乙烯PTFE：5～10，抗氧剂：0.1～1，润滑剂：0.1～1；所述合金的制备方法包括如下步骤：(1)将聚碳酸酯树脂、抗氧剂和润滑剂按比例混合，得到混合物；(2)将步骤(1)所得混合物从双螺杆挤出机的主喂料口注入，将改性聚四氟乙烯熔融后通过高压惰性气体，然后从双螺杆挤出机的侧喂料口注入，共混造粒，即得产品。与现有技术相比，本发明通过侧喂高压气体和PTFE熔体的混合物，高压气体在向PC树脂扩散时，提高了PC和PTFE的相容性，通过长径比大的挤出机延长了PC和PTFE共混相容时间获得了降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物。

Description

一种降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。聚碳酸酯树脂具有优异的耐冲击性、耐热性能和透明性，使用温度范围广，尺寸稳定性高，耐蠕变性好，广泛的应用于汽车、电子电器、玻璃透镜和医学装置等领域。但是，聚碳酸酯的在使用过程中，摩擦、磨损、噪声是最头痛的问题。
为了降低聚碳酸酯摩擦时产生的噪音，现有技术通常往聚碳酸酯中加入润滑剂来实现。但是，润滑剂和聚碳酸酯的分散性不高，影响了聚碳酸酯的性能。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种分散性好的降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物，包括以下重量份的组分：
聚碳酸酯树脂：100；
改性聚四氟乙烯：5～10；
抗氧剂：0.1～1；
润滑剂：0.1～1。
所述的聚碳酸酯树脂为芳香族聚碳酸酯。
所述的芳香族聚碳酸酯为挤出级聚碳酸酯，重均分子量为25000～40000，熔指为3～6g/min。
所述的改性聚四氟乙烯为表面包覆苯乙烯-丙烯腈共聚物的聚四氟乙烯。聚四氟乙烯表面包覆的苯乙烯-丙烯腈共聚物外壳，增加了聚四氟乙烯与基材聚碳酸酯的相容性，从而制得了降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物。
所述的聚四氟乙烯为高分子量聚四氟乙烯，其重均分子量为3000000～5000000。
所述的抗氧剂为亚磷酸酯类或受阻酚类抗氧剂，包括市售抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
所述的润滑剂选自季戊四醇硬脂酸、聚乙烯蜡、硅酮粉、乙撑双硬酯酰胺或硬脂酸盐中的一种或几种混合物。
一种如上所述降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物的制备方法，该制备方法包括以下几个步骤：
(1)将聚碳酸酯树脂、抗氧剂和润滑剂按比例混合，得到混合物；
(2)将步骤(1)所得混合物从双螺杆挤出机的主喂料口注入，将改性聚四氟乙烯熔融后通过高压惰性气体，然后从双螺杆挤出机的侧喂料口注入，共混造粒，即得所述降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物。
所述的惰性气体选自二氧化碳、氮气、氩气中的一种或几种；惰性气体的温度为≥31℃，压力为≥7.4Mpa，优选7.4～20MPa。
在PTFE熔体中通入高压的惰性气体，使用高压注射泵将其从挤出机的侧喂口注入，高压气体向PC相扩散时，促进PTFE相与PC相的相容性，通过控制高压气体的压力，当压力高于7.4MPa时，处于临界状态，使得PC/PTFE获得很好的分散。
所述双螺杆挤出机的挤出温度为250～300℃，双螺杆挤出机的转速为600～900rpm，所述双螺杆挤出机的直径为58mm，长径比为60。通过较大的长径比，使得原料在挤出机内的停留时间长，延长了PC和PTFE共混相容时间，使得PTFE在基材中获得很好的分散和相容。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：
(1)在PTFE熔体中通入高压的惰性气体，使用高压注射泵将其从挤出机的侧喂口注入，高压气体向PC/ABS相扩散时，促进PTFE相与PC相的相容性，通过控制高压气体的压力，当压力高于7.4MPa时，处于临界状态，使得PC/PTFE获得很好的分散；
(2)PTFE表面包覆的SAN外壳，增加了PTFE与基材PC的相容性，从而制得了降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
以下实施例1、2及对比例1、2、3中，PC用Sabic的通用级PC：PC1500，熔融指数为13g/min(按照ASTM D1238标准测定)；高分子量聚四氟乙烯PTFE的重均分子量为4500000；抗氧剂为Ciba公司的Irganox 245和Irganox 168，其重量比为1：1；润滑剂为市售的季戊四醇硬脂酸PETS；高压惰性气体为二氧化碳气体。
实施例1
一种降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC：100，PTFE：5，抗氧剂245：0.1，抗氧剂168：0.1，润滑剂PETS：0.3。
(2)将PC树脂、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合，然后通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入。
(3)将PTFE树脂熔融后通入高压惰性气体，高压惰性气体压力为8MP，使用高压注射泵从挤出机的侧喂口注入。在250～300℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为700rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
(4)挤出机螺杆直径为58mm，长径比为60。
实施例2
一种降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC：100，PTFE：10，抗氧剂245：0.1，抗氧剂168：0.1，润滑剂PETS：0.3。
(2)将PC树脂、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合，然后通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入。
(3)将PTFE树脂熔融后通入高压惰性气体，高压气体压力为8MP，使用高压注射泵从挤出机的侧喂口注入。在250～300℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为700rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
(4)挤出机螺杆直径为58mm，长径比为60。
对比例1
一种降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC：100，抗氧剂245：0.1，抗氧剂168：0.1，润滑剂PETS：0.3。
(2)将原材料从喂料口喂入，在250～300℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为700rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
(3)挤出机螺杆直径为58mm，长径比为60。
对比例2
一种降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC：100，PTFE：15，抗氧剂245：0.1，抗氧剂168：0.1，润滑剂PETS：0.3。
(2)将PC树脂、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合，然后通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入。
(3)将PTFE树脂熔融后通入高压惰性气体，高压气体压力为8MP，使用高压注射泵从挤出机的侧喂口注入。在250～300℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为700rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
(4)挤出机螺杆直径为58mm，长径比为60。
对比例3
一种降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC：100，PTFE：5，抗氧剂245：0.1，抗氧剂168：0.1，润滑剂PETS：0.3。
(2)将原材料从喂料口喂入，在250～300℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为700rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
(3)挤出机螺杆直径为58mm，长径比为60。
将实施例1、2及对比例1、2、3的产品进行测试，测试结果如表1所示。
表1产品测试结果
从上表可以看出，通过本发明的配方及制备工艺，得到的聚碳酸酯组合物表面平整，且摩擦系数小，能有效降低摩擦带来的噪音。
实施例3
采用与实施例1和实施例2类似的制备工艺，不同之处在于所用的原料及工艺条件有所不同，具体不同之处在于：
芳香族聚碳酸酯树脂PC：100；
聚四氟乙烯PTFE：8；
抗氧剂1076：0.1；
聚乙烯蜡：0.1。
其中，芳香族聚碳酸酯树脂为挤出级PC，重均分子量为25000，熔指为3g/min；
聚四氟乙烯PTFE的表面包覆SAN共聚物，聚四氟乙烯PTFE的重均分子量为3000000；
惰性气体温度为31℃，压力为7.4MPa，挤出温度为250～300℃，螺杆挤出机转速为600rpm。
经检测，本实施例所得产品表面平整，且摩擦系数小，能有效降低摩擦带来的噪音。
实施例3
采用与实施例1和实施例2类似的制备工艺，不同之处在于所用的原料及工艺条件有所不同，具体不同之处在于：
芳香族聚碳酸酯树脂PC：100；
聚四氟乙烯PTFE：8；
抗氧剂1076：0.5；
抗氧剂168：0.5；
季戊四醇硬脂酸：0.5；
硬脂酸盐：0.5。
其中，芳香族聚碳酸酯树脂为挤出级PC，重均分子量为40000，熔指为6g/min；
聚四氟乙烯PTFE的表面包覆SAN共聚物，聚四氟乙烯PTFE的重均分子量为5000000；
惰性气体温度为50℃，压力为20MPa，挤出温度为250～300℃，螺杆挤出机转速为900rpm。
经检测，本实施例所得产品表面平整，且摩擦系数小，能有效降低摩擦带来的噪音。

Claims (10)

1.一种降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述组合物包括以下重量份的组分：
聚碳酸酯树脂：100；
改性聚四氟乙烯：5～10；
抗氧剂：0.1～1；
润滑剂：0.1～1。
2.根据权利要求1所述的一种降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的聚碳酸酯树脂为芳香族聚碳酸酯。
3.根据权利要求2所述的一种降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的芳香族聚碳酸酯为挤出级聚碳酸酯，重均分子量为25000～40000，熔指为3～6g/min。
4.根据权利要求1所述的一种降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的改性聚四氟乙烯为表面包覆苯乙烯-丙烯腈共聚物的聚四氟乙烯。
5.根据权利要求4所述的一种降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的聚四氟乙烯为高分子量聚四氟乙烯，其重均分子量为3000000～5000000。
6.根据权利要求1所述的一种降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的抗氧剂为亚磷酸酯类或受阻酚类抗氧剂，包括市售抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物，其特征在于，所述的润滑剂选自季戊四醇硬脂酸、聚乙烯蜡、硅酮粉、乙撑双硬酯酰胺或硬脂酸盐中的一种或几种混合物。
8.一种如权利要求1～7任一所述降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下几个步骤：
(1)将聚碳酸酯树脂、抗氧剂和润滑剂按比例混合，得到混合物；
(2)将步骤(1)所得混合物从双螺杆挤出机的主喂料口注入，将改性聚四氟乙烯熔融后通过高压惰性气体，然后从双螺杆挤出机的侧喂料口注入，共混造粒，即得所述降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物。
9.根据权利要求8所述的一种降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于，所述的惰性气体选自二氧化碳、氮气、氩气中的一种或几种；惰性气体的温度为≥31℃，压力为≥7.4MPa。
10.根据权利要求8所述的一种降低摩擦噪音的聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的挤出温度为250～300℃，双螺杆挤出机的转速为600～900rpm。
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